Molti fitness tracker e smartwatch moderni sono dotati di sensori integrati. La luce verde emessa, continua o pulsata, penetra nella pelle e può essere utilizzata per misurare la frequenza cardiaca di chi la indossa durante l’attività fisica o a riposo. Questi orologi sono diventati estremamente popolari. Un team di ricercatori ora vuole capitalizzare questa popolarità utilizzando i sensori dello smartwatch per controllare i geni e modificare il comportamento delle cellule attraverso la pelle.
Martin Fussenegger del dipartimento di scienza e ingegneria dei biosistemi dell’ETH di Zurigo spiega la sfida a questa impresa: “Nessun sistema molecolare naturale nelle cellule umane risponde alla luce verde, quindi abbiamo dovuto costruire qualcosa di nuovo“. I ricercatori hanno infine sviluppato un interruttore molecolare che, una volta impiantato, può essere attivato dalla luce verde di uno smartwatch.
L’interruttore è collegato a una rete di geni che i ricercatori hanno introdotto nelle cellule umane. Come di consueto, hanno utilizzato celle HEK 293 per il prototipo. A seconda della configurazione di questa rete, in altre parole, dei geni che contiene, può produrre insulina o altre sostanze non appena le cellule sono esposte alla luce verde. Lo spegnimento della luce disattiva l’interruttore e interrompe il processo.
I sensori dello smartwatch diventeranno di vitale importanza?
Poiché utilizzavano il software standard per smartwatch, non era necessario che i ricercatori sviluppassero programmi dedicati. Durante i loro test, hanno acceso la luce verde avviando l’app in esecuzione. “Gli smartwatch standard offrono una soluzione universale per capovolgere l’interruttore molecolare“, afferma Fussenegger. I nuovi modelli emettono impulsi luminosi, che sono ancora più adatti a mantenere in funzione la rete genetica.
L’interruttore molecolare è più complicato, tuttavia. Un complesso di molecole è stato integrato nella membrana delle cellule e collegato ad un pezzo di collegamento, simile all’aggancio di un vagone ferroviario. Non appena viene emessa luce verde, il componente che si proietta nella cellula, si stacca e viene trasportato al nucleo cellulare dove innesca un gene che produce insulina. Quando la luce verde si spegne, il pezzo staccato si riconnette con la sua controparte incorporata nella membrana.
I ricercatori hanno testato il loro sistema sia su cotiche di maiale che su topi vivi impiantando le cellule appropriate al loro interno. Aprendo il programma in esecuzione dello smartwatch, i ricercatori hanno acceso la luce verde per attivare il tutto. “È la prima volta che un impianto di questo tipo viene utilizzato usando dispositivi elettronici disponibili in commercio, noti come dispositivi indossabili perché vengono indossati direttamente sulla pelle“, afferma Fussenegger.
Secondo Fussenegger, però, sembra improbabile che questa tecnologia entri nella pratica clinica per almeno altri 10 anni. Le cellule utilizzate in questo prototipo dovrebbero essere sostituite dalle cellule dell’utente. Inoltre, il sistema deve passare attraverso le fasi cliniche prima di poter essere approvato, il che significa grandi ostacoli normativi. “Ad oggi, sono state approvate solo pochissime terapie cellulari“, afferma Fussenegger.
Fonte immagine copertina: Futurity
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